Pääasialliset epäpuhtaudet ovat: maalisumu ja ruiskumaalin tuottamat orgaaniset liuottimet sekä kuivumisen aikana syntyvät haihtuvat orgaaniset liuottimet. Maalisumu on peräisin pääasiassa liuotinmaalauksesta ilmasuihkutuksessa, ja sen koostumus on yhdenmukainen käytetyn pinnoitteen kanssa. Orgaaniset liuottimet ovat peräisin pääasiassa pinnoitteiden käyttöprosessissa käytettävistä liuottimista ja laimentimista, ja useimmat niistä ovat haihtuvia päästöjä, ja niiden tärkeimmät epäpuhtaudet ovat ksyleeni, bentseeni, tolueeni ja niin edelleen. Siksi pinnoitteeseen pääsevien haitallisten jätekaasujen pääasiallinen lähde on ruiskumaalaushuone, kuivaushuone ja kuivaushuone.
1. Auton tuotantolinjan jätekaasujen käsittelymenetelmä
1.1 Orgaanisen jätekaasun käsittelykaavio kuivausprosessissa
Elektroforeesi-, väliainepinnoitus- ja pintapinnoitteiden kuivaushuoneesta poistuva kaasu kuuluu korkean lämpötilan ja pitoisuuden omaaviin jätekaasuihin, jotka soveltuvat polttomenetelmään. Tällä hetkellä kuivausprosessissa yleisesti käytettyjä jätekaasujen käsittelymenetelmiä ovat: regeneratiivinen lämpöhapetustekniikka (RTO), regeneratiivinen katalyyttinen polttotekniikka (RCO) ja TNV-talteenottolämpöpolttojärjestelmä.
1.1.1 Lämpösäilytystyyppinen lämpöhapetustekniikka (RTO)
Lämpöhapetin (Regeneratiivinen lämpöhapetin, RTO) on energiaa säästävä ympäristönsuojelulaite keski- ja matalapitoisten haihtuvien orgaanisten jätekaasujen käsittelyyn. Sopii suurille tilavuuksille ja matalille pitoisuuksille, ja se soveltuu orgaanisten jätekaasujen käsittelyyn, joiden pitoisuus on 100 PPM - 20000 PPM. Käyttökustannukset ovat alhaiset, sillä kun orgaanisen jätekaasun pitoisuus on yli 450 PPM, RTO-laitteeseen ei tarvitse lisätä apupolttoainetta. Puhdistusaste on korkea, kaksikerroksisen RTO:n puhdistusaste voi olla yli 98 % ja kolmikerroksisen RTO:n yli 99 %, eikä sekundaarista saastumista, kuten typpioksidia (NOX), synny. Automaattinen ohjaus, yksinkertainen käyttö ja korkea turvallisuus.
Regeneratiivinen lämmönhapetuslaite käyttää lämpöhapetusmenetelmää keski- ja matalapitoisten orgaanisten jätekaasujen käsittelyyn, ja keraaminen lämmönvarauspeti-lämmönvaihdin ottaa talteen lämmön. Se koostuu keraamisesta lämmönvarauspedistä, automaattisesta säätöventtiilistä, palotilasta ja ohjausjärjestelmästä. Tärkeimmät ominaisuudet ovat: lämmönvarauspedin pohjassa oleva automaattinen säätöventtiili on yhdistetty imuputkeen ja pakoputkeen, ja lämmönvarauspedissä lämpöä varastoidaan esilämmittämällä lämmönvarauspedille tuleva orgaaninen jätekaasu keraamisella lämmönvarausmateriaalilla lämmön absorboimiseksi ja vapauttamiseksi; tiettyyn lämpötilaan (760 ℃) esilämmitetty orgaaninen jätekaasu hapetetaan palotilan palamisessa hiilidioksidiksi ja vedeksi ja puhdistetaan. Tyypillinen kaksikerroksinen RTO-päärakenne koostuu yhdestä palotilasta, kahdesta keraamisesta pakkauspedistä ja neljästä kytkentäventtiilistä. Laitteen regeneratiivinen keraaminen pakkauspeti-lämmönvaihdin voi maksimoida yli 95 %:n lämmöntalteenoton; orgaanisten jätekaasujen käsittelyssä käytetään vain vähän tai ei lainkaan polttoainetta.
Edut: Käyttökustannukset ovat erittäin alhaiset käsiteltäessä suurta virtausta ja pientä orgaanisen jätekaasun pitoisuutta.
Haitat: suuri kertaluonteinen investointi, korkea palamislämpötila, ei sovellu orgaanisen jätekaasun käsittelyyn, liikkuvia osia on paljon, vaatii enemmän huoltoa.
1.1.2 Terminen katalyyttinen polttotekniikka (RCO)
Regeneratiivinen katalyyttinen polttolaite (Regenerative Catalytic Oxidizer RCO) soveltuu suoraan keski- ja korkeapitoisten (1000 mg/m3-10000 mg/m3) orgaanisten jätekaasujen puhdistukseen. RCO-käsittelytekniikka soveltuu erityisesti korkeaan lämmöntalteenottoasteen kysyntään, mutta se sopii myös samalle tuotantolinjalle, koska eri tuotteiden vuoksi jätekaasun koostumus muuttuu usein tai jätekaasun pitoisuus vaihtelee suuresti. Se soveltuu erityisesti yritysten lämpöenergian talteenottotarpeisiin tai runkolinjan jätekaasujen käsittelyyn, ja energian talteenottoa voidaan käyttää runkolinjan kuivaamiseen energiansäästötavoitteen saavuttamiseksi.
Regeneratiivinen katalyyttinen polttokäsittelytekniikka on tyypillinen kaasu-kiinteä faasireaktio, joka on itse asiassa reaktiivisten happilajien syvähapetus. Katalyyttisessä hapetuksessa katalyytin pinnan adsorptio rikastuttaa reagenssimolekyylit katalyytin pinnalla. Katalyytin aktivointienergiaa vähentävä vaikutus kiihdyttää hapetusreaktiota ja parantaa hapetusreaktion nopeutta. Spesifisen katalyytin vaikutuksesta orgaaninen aines palaa ilman hapettumista alhaisessa lähtölämpötilassa (250–300 ℃), mikä hajoaa hiilidioksidiksi ja vedeksi vapauttaen suuren määrän lämpöenergiaa.
RCO-laite koostuu pääasiassa uunin rungosta, katalyyttisestä lämmönvarausrungosta, polttojärjestelmästä, automaattisesta ohjausjärjestelmästä, automaattisesta venttiilistä ja useista muista järjestelmistä. Teollisessa tuotantoprosessissa poistettu orgaaninen pakokaasu tulee laitteen pyörivään venttiiliin indusoidun vetopuhaltimen kautta, ja tulo- ja poistokaasu erotetaan kokonaan toisistaan pyörivän venttiilin kautta. Kaasun lämpöenergian varastointi ja lämmönvaihto lähes saavuttavat katalyyttikerroksen katalyyttisen hapetuksen asettaman lämpötilan; pakokaasu jatkaa lämpenemistään lämmitysalueen läpi (joko sähkölämmityksellä tai maakaasulämmityksellä) ja pysyy asetetussa lämpötilassa; se tulee katalyyttikerrokseen katalyyttisen hapetusreaktion loppuun saattamiseksi, nimittäin reaktio tuottaa hiilidioksidia ja vettä ja vapauttaa suuren määrän lämpöenergiaa halutun käsittelyvaikutuksen saavuttamiseksi. Hapettumisen katalysoima kaasu tulee keraamiseen materiaalikerrokseen 2, ja lämpöenergia poistuu ilmakehään pyörivän venttiilin kautta. Puhdistuksen jälkeen pakokaasun lämpötila on vain hieman korkeampi kuin lämpötila ennen jätekaasun käsittelyä. Järjestelmä toimii jatkuvasti ja kytkeytyy automaattisesti päälle. Pyörivän venttiilin toiminnan ansiosta kaikki keraamiset täytekerrokset suorittavat lämmitys-, jäähdytys- ja puhdistussyklin vaiheet, ja lämpöenergia voidaan ottaa talteen.
Edut: yksinkertainen prosessivirta, kompakti laitteisto, luotettava toiminta; korkea puhdistustehokkuus, yleensä yli 98 %; alhainen palamislämpötila; pieni kertakäyttöinvestointi, alhaiset käyttökustannukset, lämmöntalteenoton hyötysuhde voi yleensä olla yli 85 %; koko prosessi ei tuota jätevettä, puhdistusprosessi ei tuota NOX-sekundaarista saastumista; RCO-puhdistuslaitteita voidaan käyttää kuivaushuoneen kanssa, puhdistettua kaasua voidaan käyttää suoraan uudelleen kuivaushuoneessa energiansäästön ja päästöjen vähentämisen tavoitteen saavuttamiseksi.
Haitat: Katalyyttinen polttolaite soveltuu vain orgaanisen jätekaasun käsittelyyn, jolla on alhainen kiehumispiste orgaanisia komponentteja ja alhainen tuhkapitoisuus, eikä tahmeiden aineiden, kuten öljyisen savun, jätekaasun käsittely ole sopivaa, ja katalyytti on myrkytettävä; orgaanisen jätekaasun pitoisuus on alle 20%.
1.1.3TNV Kierrätystyyppinen lämpöpolttojärjestelmä
Kierrätystyyppinen lämpöpolttojärjestelmä (saksalainen Thermische Nachverbrennung TNV) on kaasun tai polttoaineen suorapolttojärjestelmä, jossa orgaanista liuotinta sisältävää jätekaasua lämmitetään korkean lämpötilan vaikutuksesta. Orgaanisen liuottimen molekyylit hapettuvat ja hajoavat hiilidioksidiksi ja vedeksi. Korkean lämpötilan savukaasut lämmitetään monivaiheisen lämmönsiirtolaitteen avulla, joka lämmittää tuotantoprosessia ilmalla tai kuumalla vedellä. Orgaanisen jätekaasun täydellinen kierrätys hapettumisen ja hajoamisen avulla vähentää koko järjestelmän energiankulutusta. Siksi TNV-järjestelmä on tehokas ja ihanteellinen tapa käsitellä orgaanisia liuottimia sisältävää jätekaasua, kun tuotantoprosessi vaatii paljon lämpöenergiaa. Uudessa elektroforeettisen maalipinnoitteen tuotantolinjassa käytetään yleisesti TNV-talteenottolämpöpolttojärjestelmää.
TNV-järjestelmä koostuu kolmesta osasta: jätekaasun esilämmitys- ja polttojärjestelmästä, kiertoilmalämmitysjärjestelmästä ja raitisilmalämmönvaihtojärjestelmästä. Järjestelmän ydinosa on jätekaasun polttokeskuslämmityslaite, joka koostuu uunin rungosta, palotilasta, lämmönvaihtimesta, polttimesta ja päähormin säätöventtiilistä. Sen toimintaperiaate on seuraava: korkeapainepuhaltimen avulla orgaaninen jätekaasu johdetaan kuivaushuoneesta jätekaasun polttokeskuslämmityslaitteen sisäänrakennetun lämmönvaihtimen esilämmityksen jälkeen palotilaan ja sitten polttimen kautta korkeassa lämpötilassa (noin 750 ℃) lämmitetyn orgaanisen jätekaasun hapettumis- ja hajoamispisteeseen, joka hajottaa orgaanisen jätekaasun hiilidioksidiksi ja vedeksi. Syntynyt korkean lämpötilan savukaasu johdetaan lämmönvaihtimen ja pääsavukaasuputken kautta uuniin. Poistettu savukaasu lämmittää kuivaushuoneen kiertävää ilmaa ja tuottaa tarvittavan lämpöenergian kuivaushuoneelle. Järjestelmän päähän on asennettu raitisilmalämmönsiirtolaite, joka ottaa talteen järjestelmän hukkalämmön lopullista talteenottoa varten. Kuivaushuoneen täydentämä raitisilma lämmitetään savukaasulla ja johdetaan sitten kuivaushuoneeseen. Lisäksi pääsavukaasuputkessa on sähköinen säätöventtiili, jolla säädetään savukaasujen lämpötilaa laitteen ulostulossa, ja savukaasujen lopullinen lämpötila voidaan säätää noin 160 ℃:een.
Jätekaasun polttoa käyttävän keskuslämmityslaitteen ominaisuuksiin kuuluvat: orgaanisen jätekaasun viipymäaika polttokammiossa on 1–2 sekuntia; orgaanisen jätekaasun hajoamisnopeus on yli 99 %; lämmöntalteenottoaste voi olla jopa 76 %; ja polttimen tehon säätösuhde voi olla 26:1, jopa 40:1.
Haitat: käsiteltäessä matalapitoista orgaanista jätekaasua käyttökustannukset ovat korkeammat; putkimainen lämmönvaihdin toimii vain jatkuvasti ja sillä on pitkä käyttöikä.
1.2 Orgaanisen jätekaasun käsittelykaavio ruiskumaalaushuoneessa ja kuivaushuoneessa
Ruiskutusmaalaushuoneesta ja kuivaushuoneesta poistuva kaasu on matalapitoista, suuren virtausnopeuden ja huoneenlämmössä olevaa jätekaasua, ja sen pääasiallinen epäpuhtauksien koostumus on aromaattisia hiilivetyjä, alkoholieettereitä ja esteri-orgaanisia liuottimia. Tällä hetkellä ulkomainen kypsempi menetelmä on: ensimmäinen orgaanisen jätekaasun pitoisuus orgaanisen jätekaasun kokonaismäärän vähentämiseksi, ensimmäinen adsorptiomenetelmä (aktiivihiili tai zeoliitti adsorbenttina) matalapitoisen huoneenlämmössä olevan ruiskutusmaalin pakokaasun adsorptioon, korkean lämpötilan kaasunpoisto, väkevöity pakokaasu katalyyttisen polton tai regeneratiivisen lämpöpolttomenetelmän avulla.
1.2.1 Aktiivihiilen adsorptio-desorptio- ja puhdistuslaite
Hunajakennoaktiivihiilen käyttö adsorbenttina, yhdistettynä adsorptiopuhdistuksen, desorptioregeneroinnin ja VOC-yhdisteiden konsentroinnin sekä katalyyttisen palamisen periaatteisiin, suuri ilmamäärä, pieni orgaanisen jätekaasun pitoisuus hunajakennoaktiivihiilen adsorption avulla ilmanpuhdistuksen tavoitteen saavuttamiseksi, kun aktiivihiili on kyllästynyt ja sitten käytetään kuumaa ilmaa aktiivihiilen regenerointiin, desorboitunut väkevöity orgaaninen aines lähetetään katalyyttiseen polttokerrokseen katalyyttistä polttoa varten, orgaaninen aines hapetetaan vaarattomaksi hiilidioksidiksi ja vedeksi, poltetut kuumat pakokaasut lämmittävät kylmää ilmaa lämmönvaihtimen kautta, osa jäähdytyskaasusta vapautuu lämmönvaihdon jälkeen, osa hunajakennoaktiivihiilen desorbtioregenerointiin, hukkalämmön hyödyntämisen ja energiansäästön tavoitteen saavuttamiseksi. Koko laite koostuu esisuodattimesta, adsorptiokerroksesta, katalyyttisestä polttokerroksesta, palonestoaineesta, siihen liittyvästä tuulettimesta, venttiilistä jne.
Aktiivihiilen adsorptio-desorptiopuhdistuslaite on suunniteltu adsorption ja katalyyttisen polton kahden perusperiaatteen mukaisesti. Se käyttää jatkuvaa kaksoiskaasureittiä, katalyyttistä polttokammiota ja kahta adsorptiopediä vuorotellen. Ensin orgaaninen jätekaasu adsorboituu aktiivihiilellä, kun nopea kyllästyminen pysäyttää adsorption, ja sitten kuumailmavirta poistaa orgaanisen aineen aktiivihiilestä aktiivihiilen regeneroimiseksi. Orgaaninen aines on väkevöity (pitoisuus kymmeniä kertoja alkuperäistä suurempi) ja johdettu katalyyttiseen polttokammioon katalyyttiseen polttoon hiilidioksidiksi ja vesihöyryksi. Kun orgaanisen jätekaasun pitoisuus ylittää 2000 PPm, orgaaninen jätekaasu voi ylläpitää itsesyttymistä katalyyttipedissä ilman ulkoista lämmitystä. Osa palamispakokaasusta johdetaan ilmakehään, ja suurin osa siitä johdetaan adsorptiopedille aktiivihiilen regeneroimiseksi. Tämä voi vastata palamiseen ja adsorptioon tarvittavaan lämpöenergiaan energiansäästön saavuttamiseksi. Regenerointi voi siirtyä seuraavaan adsorptioon; desorptiossa puhdistusoperaatio voidaan suorittaa toisella adsorptiopedillä, mikä soveltuu sekä jatkuvaan että jaksottaiseen käyttöön.
Tekninen suorituskyky ja ominaisuudet: vakaa suorituskyky, yksinkertainen rakenne, turvallinen ja luotettava, energiaa ja työtä säästävä, ei toissijaista saastumista. Laite kattaa pienen alueen ja on kevyt. Sopii erittäin hyvin käytettäväksi suurissa määrissä. Aktiivihiilipatja, joka adsorboi orgaanista jätekaasua, käyttää katalyyttisen palamisen jälkeistä jätekaasua strippaus-regeneraatioon, ja strippauskaasu lähetetään katalyyttiseen palamiskammioon puhdistettavaksi ilman ulkoista energiaa, ja energiansäästövaikutus on merkittävä. Haittapuolena on, että aktiivihiiltä on vähän ja sen käyttökustannukset ovat korkeat.
1.2.2 Zeoliittisiirtopyörän adsorptio-desorptiopuhdistuslaite
Zeoliitin pääkomponentit ovat pii ja alumiini, joilla on adsorptiokyky ja joita voidaan käyttää adsorbentteina. Zeoliittijuoksussa käytetään zeoliitin erityisiä aukkoja, joilla on orgaanisten epäpuhtauksien adsorptio- ja desorptiokyky. Näin VOC-poistokaasujen alhaiset ja korkeat pitoisuudet voidaan poistaa, mikä vähentää jälkikäsittelylaitteiden käyttökustannuksia. Sen laiteominaisuudet soveltuvat suurten virtausten, alhaisen pitoisuuden ja erilaisten orgaanisten komponenttien käsittelyyn. Haittapuolena on korkeat alkuinvestoinnit.
Zeoliittirunkoinen adsorptio-puhdistuslaite on kaasunpuhdistuslaite, joka voi jatkuvasti suorittaa adsorptio- ja desorptiotoimintoja. Zeoliittipyörän kaksi sivua on jaettu kolmeen alueeseen erityisellä tiivistyslaitteella: adsorptioalue, desorptio- (regenerointi-) alue ja jäähdytysalue. Järjestelmän toimintaprosessi on seuraava: zeoliittia pyörivä pyörä pyörii jatkuvasti alhaisella nopeudella, kierrättää adsorptioalueen, desorptio- (regenerointi-) alueen ja jäähdytysalueen läpi; kun matalan pitoisuuden ja suuren tilavuuden pakokaasu kulkee jatkuvasti juoksuputken adsorptioalueen läpi, pakokaasun VOC adsorboituu pyörivän pyörän zeoliittiin, suora päästö adsorptio- ja puhdistusvaiheen jälkeen; pyörän adsorboima orgaaninen liuotin johdetaan desorptio- (regenerointi-) vyöhykkeelle pyörän pyöriessä, sitten pienellä ilmamäärällä lämmitetään ilmaa jatkuvasti desorptioalueen läpi, pyörään adsorboituneet VOC-yhdisteet regeneroidaan desorptiovyöhykkeessä, VOC-pakokaasu poistetaan yhdessä kuuman ilman kanssa; Jäähdytysalueelle jäähdytystä varten tarkoitettu pyörä voidaan adsorptioimaan uudelleen. Pyörivän pyörän jatkuvalla pyörimisellä suoritetaan adsorptio-, desorptio- ja jäähdytyssykli, mikä varmistaa jätekaasun käsittelyn jatkuvan ja vakaan toiminnan.
Zeoliittijuoksulaite on pohjimmiltaan väkevöijä, ja orgaanista liuotinta sisältävä pakokaasu jaetaan kahteen osaan: puhdas ilma, joka voidaan poistaa suoraan, ja kierrätysilma, joka sisältää runsaasti orgaanista liuotinta. Puhdas ilma, joka voidaan poistaa suoraan ja kierrättää maalatussa ilmastointijärjestelmässä; VOC-kaasun korkea pitoisuus on noin 10 kertaa VOC-pitoisuus ennen järjestelmään tuloa. Väkevöity kaasu käsitellään korkean lämpötilan poltolla TNV-talteenottopolttojärjestelmässä (tai muussa laitteessa). Poltossa syntyvä lämpö lämmitetään kuivaushuoneessa ja zeoliitin poistossa, ja lämpöenergia hyödynnetään täysimääräisesti energiansäästön ja päästöjen vähentämisen saavuttamiseksi.
Tekninen suorituskyky ja ominaisuudet: yksinkertainen rakenne, helppo huolto, pitkä käyttöikä; korkea absorptio- ja poistotehokkuus, muuntaa alkuperäisen suuren ilmamäärän ja matalan VOC-pitoisuuden omaavan jätekaasun matalaksi ilmamääräksi ja korkeaksi jätekaasuksi, mikä vähentää loppukäsittelylaitteiden kustannuksia; erittäin alhainen painehäviö, mikä voi vähentää huomattavasti energiankulutusta; järjestelmän yleinen valmistelu ja modulaarinen suunnittelu, minimaaliset tilavaatimukset ja jatkuva ja miehittämätön ohjaustila; se voi saavuttaa kansallisen päästöstandardin; adsorbentti käyttää palamatonta zeoliittia, käyttö on turvallisempaa; haittana on kertaluonteinen investointi ja korkeat kustannukset.
Julkaisun aika: 03.01.2023
